JPH037031B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は可変容量形液圧ポンプ、詳しくは可変
制御要素と、該要素の変位量を調整するコントロ
ールプランジヤ、及び該プランジヤを操作する操
作弁装置を備えた可変容量形液圧ポンプに関す
る。

一般にこの種液圧ポンプにあつては、前記操作
弁装置として例えばプレツシヤコンペンセータバ
ルブやフローコンペンセータバルブを用い、これ
らのバルブの制御通路を前記コントロールプラン
ジヤの作用室に連通させるのであつて、プレツシ
ヤコンペンセータバルブを用いた場合には、ポン
プ吐出圧力の変化に対応して前記バルブのスプー
ルを往復動させ、これにより前記コントロールプ
ランジヤを介して前記可変制御要素の変位量を調
整するごとくしている。

即ちポンプの吐出圧力が前記バルブに設けた押
圧体の設定圧力以上になると前記バルブのスプー
ルが前記押圧体に抗して往動しポンプから吐出さ
れる流体を前記制御通路よりコントロールプラン
ジヤの作用室に供給して前記可変制御要素の変位
量を小さく成す一方、ポンプ吐出圧力が前記押圧
体の設定圧力以下になると前記スプールが往動
し、前記プランジヤの作用室内の流体を前記制御
通路を介してタンクに開放し、前記可変制御要素
の変位量を大きく成すようにしている。

ところで、前記バルブに設けられている前記制
御通路を接続する制御ポートの直径は、通常３mm
程度の細いものであるため前記の如くプランジヤ
の作用室内の流体をタンクに開放するのに0.2乃
至0.5秒を要するのであつて、換言すれば前記可
変制御要素が最大傾斜位置に復帰するのに時間が
かかり、全体としてポンプの応答性が悪いという
問題があつた。

而して前記制御ポートの径を大きくすれば前記
した問題点は解消できるにしても、該制御ポート
の径を大きくすれば、必然的に前記スプールを内
装するスプール孔、更には前記スプールの径をも
大きくしなければならず、全体として前記バルブ
が大形となつてしまうし、又、前記制御ポートの
径を大きくすると前記スプールの移動量に対する
流量変化が大きくなり、それだけ前記ポートの加
工精度が要求されることになるし、また、前記ポ
ートが最大開口して前記可変制御要素を中立に保
持するとき、前記コントロールプランジヤの作用
室への流体供給量が増えるため前記プランジヤか
らタンクにドレンさせるドレン量も増大し、それ
だけポンプの動力損失が大きくなるという問題が
発生するのである。

本発明はこのような実情に鑑みて発明したもの
で、目的とするところは前記制御ポートの径を大
きく形成せずとも前記コントロールプランジヤの
作用室の流体をタンクに瞬時に解放できる応答性
の良好な液圧ポンプを提供せんとするにある。

而して本発明は、前記制御通路に、該通路に臨
む作用面をもち、前記作用室からの戻り流体の作
用で開動作するバイパス弁を備え、該バイパス弁
の開動作でタンクに開放するバイパス路を接続す
ると共に、前記制御通路に、おける前記バイパス
路よりも前記操作弁装置側に前記作用室から前記
操作弁装置側への流体戻りを制御する戻り制御手
段を設け、前記プランジヤの作用室内の流体を前
記バイパス路より直接タンクに開放すべくしたの
である。

以下本発明にかかる可変容量形液圧ポンプの実
施例を図面に基づいて説明する。

図において１はポンプ本体、２はこのポンプ本
体１から吐出されれる流体の流量を制御する可変
制御要素であつて、該可変制御要素２はトラニオ
ン軸２０を支点にして一定の傾斜角の範囲で揺動
自由に支持されている。

３は、前記可変制御要素２の変位量を制御する
コントロールプランジヤーで、シリンダー３０内
に移動自在に内装しているのであつて、このプラ
ンジヤー３を、ロツド３１を介して前記可変制御
要素２の一端に連結し、前記シリンダー３０内に
介装したスプリング３２の弾発力により常時は第
１図右方向に移動させて前記可変制御要素２を最
大傾斜方向に附勢させるべく成し、これにより前
記ポンプ本体１にその吐出力を最大値に維持しよ
うとする特性を与えるようにしている。

又前記ポンプ本体１の吸入側を吸入通路１１を
介してタンク１２に、且つ前記ポンプ本体１の吐
出側を吐出通路１３を介してアクチユエータ１４
にそれぞれ連通する一方、前記吐出通路１３の途
中には、前記コントロールプランジヤ３を操作す
る操作弁装置４を設けている。

第１図に示す前記可変制御要素４はプレツシヤ
コンペンセータバルブであつて、弁本体４０と、
この弁本体４０に設けたスプール室４１に移動自
由に内装した２ランド形式のスプール４２及びこ
のスプール４２の背面室４２ａに内装して前記ス
プール４２を一端側に押圧するスプリング４３と
から成り、前記弁本体４０に、前記スプール室４
１の一端側に連通する１次ポート４４と、前記ス
プール４２の第１図右方向への移動により前記１
次ポート４４に連通する制御ポート４５、及び前
記スプール４２の第１図左方向への移動により前
記制御ポート４５に連通するドレンポート４６を
それぞれ形成して、前記スプール４２によつて前
記制御ポート４５を１次ポート４４とドレンポー
ト４６とに切換可能と成する一方、前記一次ポー
ト４４を前記吐出通路１３に、又前記制御ポート
４５を制御通路５を介して前記コントロールプラ
ンジヤ３の作用室３３に更にドレンポート４６を
ドレン通路４７を介してタンク４８にそれぞれ連
通している。

而して本発明は以上の如く構成する液圧ポンプ
において、前記制御通路５の途中に、該通路５に
臨む作用面６１ａをもち、前記作用室３３からの
戻り流体の作用で開動作するバイパス弁６を備
え、該バイパス弁６の開動で前記コントロールプ
ランジヤ３の作用室３３をタンク７０に開放する
バイパス路７を接続するとともに、前記制御通路
５における前記バイパス路７よりも操作弁装置４
側に、前記コントロールプランジヤ３の作用室３
３から前記操作弁装置４側への流体戻りを制御す
る戻り制御手段８を設けたのである。

即ち第１図に示す実施例では前記戻り制御手段
８としてチエツク弁８ａ及び絞り機構８ｂを用い
るのであつて、弁ケース５０に形成した制御通路
５の途中を分岐して並列関係の第１及び第２制御
通路５ａ，５ｂを形成し、第１制御通路５ａに前
記チエツク弁８ａを、又第２制御通路５ｂに前記
絞り機構８ｂをそれぞれ設けている。

前記チエツク弁８ａは、前記第１制御通路５ａ
に形成した弁室５１に移動自由に内装した弁体８
１とこの弁体８１を押圧するスプリング８２とか
ら成り、このスプリング８２により常時前記第１
制御通路５ａが閉じられる方向に前記弁体８１を
附勢させるとともに、前記スプリング８２の押圧
力を、前記プレツシヤコンペンセータバルブのス
プリング４３により設定されている設定圧力以下
としている。

即ち前記スプリング４３は一次圧力（ポンプ吐
出圧力）を設定するものであるから、高圧に対応
する高荷重のバネ力であり、これに対して制御通
路５の圧力は、プレツシヤコンペンセータバルブ
４で減圧制御した低圧であるため、チエツク弁８
のスプリング８２は低荷重のバネ力でよく、圧力
相当で0.5Kg／cm²程度である。

従つてポンプの吐出圧の上昇により前記プレツ
シヤコンペンセータバルブのスプール４２が往動
して前記制御通路５が制御ポート４５及び１次ポ
ート４４を介して吐出通路１３に連通すると前記
チエツク弁８ａにおける弁体８１はスプリング８
１に抗して第１図右方向に移動して前記第１制御
通路５ａを開き、前記コントロールプランジヤ３
の作用室３３に流体を供給するのであつて、又ポ
ンプの吐出圧の低下により前記スプール４２が復
動して制御通路５が制御ポート４５及びドレンポ
ート４６を介してタンク４８と連通すると前記弁
体８１はスプリング８２の弾発力によつて第１図
左方向に移動して前記第１制御通路５ａを閉じる
のである。

一方、前記制御通路５における前記戻り制御手
段８と前記作用室３３との間に、タンク７０に連
通するバイパス路７を設けるのであつて、このバ
イパス路７の途中に、該バイパス路７を開閉する
バイパス弁６を設けるのである。

このバイパス弁６は、前記バイパス路７の途中
に形成した弁室７１に移動自由に内装した弁体６
１と、この弁体６１を閉動作方向（第１図右方
向）に押圧するスプリング６２とから成り、第１
図に示す実施例では、前記弁体６１の作用面６１
ａと背面６１ｂとの面積比率を１：1.6とすると
ともに前記弁体６１の背面６１ｂ側を前記制御通
路５における前記戻り制御手段８とプレツシヤコ
ンペンセータバルブとの間に連通させているので
あつて、前記制御通路５の前記吐出通路１３への
連通に伴ない前記弁体６１の背面６１ｂに制御圧
力を作用させることで、この制御圧力と前記スプ
リング６２の押圧力とによつて前記弁体６１を第
１図右方向に移動させて前記バイパス路７を閉じ
るべく成す一方、前記制御通路５のタンク４８へ
の開放に伴ない前記弁体６１の作用聞６１ａに、
コントロールプランジヤ３のスプリング６２によ
り設定された設定圧力、換言すれば前記スプリン
グ３２の押圧力に対抗してコントロールプランジ
ヤ３の作用室３３から押し出される流体を作用さ
せることで前記弁体６１を第１図左方向に移動さ
せ、前記バイパス路７を開くべく成している。

尚、図中１５は前記吐出通路１３の途中に設け
た切換弁である。

次に以上の構成からなる液圧ポンプの作動を説
明する。

まずポンプが停止している状態では前記プレツ
シヤコンペンセータバルブ及びコントロールプラ
ンジヤ３の何れにも圧力が作用していないので前
記可変制御要素２はコントロールプランジヤのス
プリング力により最大傾斜角となつている。

この状態からポンプを駆動すると、ポンプは最
大吐出量で吐出するのであつて、前記アクチユエ
ータ１４の作動状態に対応してポンプの吐出圧が
上昇し、前記プレツシヤコンセータバルブのスプ
リング４３で設定した設定圧力より高くなると前
記スプール４２が第１図右方向に移動し、前記制
御通路５が吐出通路１３に連通するのである。

そして前記制御通路５の前記吐出通路１３への
連通により、制御圧力が前記チエツク弁８ａの弁
体８１に作用し、該弁体８１が第１図右方向に移
動して前記第１制御通路５ａを開くと同時に、前
記バイパス弁６の弁体６１の背面６１ｂにも前記
制御圧力が作用し、前記弁体６１が第１図右方向
に移動して前記バイパス路７を閉じるのであつ
て、これによりポンプから吐出される流体が、前
記第１及び第２制御通路５ａ，５ｂを介してコン
トロールプランジヤ３の作用室３３に流入し、該
プランジヤ３を作動させて、ポンプ吐出量を減少
させるのである。

又、アクチユエータ負荷の低減によりポンプ吐
出圧が前記プレツシヤコンペンセータバルブのス
プリング４３で設定した設定圧力以下となると前
記スプール４２が第１図左方向に移動して前記制
御通路５がドレン通路４７を介してタンク４８に
開放され、これに伴ない前記チエツク弁８ａの弁
体８１の作用面に制御圧力が作用しなくなるので
前記弁体８１はスプリング８２の応圧によつて第
１図左方向に移動し、前記第１制御通路５ａを閉
じると同時に、前記バイパス弁６の弁体６１の背
面６１ｂに制御圧力が作用しなくなるのに反して
作用面６１ａに前記コントロールプランジヤ３の
作用室３３から押し戻される戻り流体の圧力が直
接作用するので、この戻り流体により前記バイパ
ス弁６は第１図左方向に迅速に移動し、このバイ
パス弁６の移動開始後、前記バイパス路７を直ち
に開くのである。

従つて前記作用室３３内の流体は前記バイパス
路７からタンク７０に解放されると同時に前記第
２制御通路５ｂの絞り機構８ｂを通つてドレン通
路４７からもタンク４８に解放されるのである。

而して以上の実施例では前記作用室３３の流体
が前記した如く前記バイパス路７及び第２制御通
路５ｂを介してタンク７０，４８に解放されるた
め、前記可変制御要素２は瞬時に中立位置から最
大傾斜角位置に移行し、結果としてポンプ吐出量
を即座に最少流量から最大流量に復帰させること
が出来るのである。

又、前記第２制御通路５ｂに絞り機構８ｂを設
けているので、前記可変制御要素２が中立位置か
ら最大傾斜角位置に移行する場合前記バイパス路
７とともに前記第２制御通路５ｂからも、前記コ
ントロールプランジヤ３の作用室３３の流体がタ
ンク４８に排出されるため、その応答性をより良
好にできるし、またポンプ駆動に伴なう前記可変
制御要素２の振動により、前記作用室３３の流体
に圧力変化が生じても前記絞り機構８ｂを介して
前記圧力変化を吸収出来、安定したポンプ駆動が
行なえる。

尚、以上の実施例では前記戻り制御手段８とし
て絞り機構８ｂとチエツク弁８ａとを用いたが、
いずれか一方のみでもよい。前記戻り制御手段８
として絞り機構８ｂのみを、前記制御通路５に設
けた場合には、前記作用質３３の流体を前記バイ
パス路７からのタンク７０への解放だけでなく前
記絞り機構８ｂを介してドレン通路４７からも同
時にタンク４８に解放できるので、前記チエツク
弁８ａのみを設ける場合に比しポンプ吐出量の最
少流量から最大流量への復帰がそれだけ早く行な
える他、前記した如く前記作用室３３に生じる圧
力変化を該絞り機構８ｂにより吸収して安定した
ポンプ駆動が行なえるのであり、又前記戻り制御
手段８としてチエツク弁８ａのみを前記制御通路
５に設けた場合には前記絞り機構８ｂのみを用い
た場合に比し該チエツク弁８ａの開動作に伴なつ
てポンプから吐出される流体を前記作用室３３に
即座に供給でき、従つてポンプ吐出量の最大流量
から最少流量への移行がそれだけ早くできるので
ある。

又、前記実施例では前記操作弁装置４としてプ
レツシヤコンペンセーターバルブを使用したが、
第２図に示す如く前記プレツシヤコンペンセータ
バルブにフローコンペンセータバルブ４ａを組合
わせても前記実施例と同様の作用効果が期待でき
ることは言うまでもない。

而して第２図において１６は圧力調整弁、１７
はサージ圧吸収弁、又１８は吐出通路１３の途中
に設けた可変絞り機構を示す。

以上説明した如く本発明は、操作弁装置４の制
御通路５に、該通路５に臨む作用面６１ａをも
ち、前記作用室３３からの戻り流体の作用で開動
作するバイパス弁６を備え、該バイパス弁６の開
動作でタンク７０に開放するバイパス路７を接続
すると共に、前記制御通路５における前記バイパ
ス路７よりも前記操作弁装置４側に前記作用室３
３から前記操作弁装置４側への流体戻りを制御す
る戻り制御手段を設けたから、可変制御要素２の
中立位置から最大傾斜角へのリターン時、コント
ロールプランジヤ３の作用室３３からの戻り流体
を、バイパス弁６の作用面６１ａに直接作用させ
ることができ、この戻り流体により前記バイパス
弁６を迅速に開動作させることができるから、前
記戻り流体をバイパス路７からタンクに迅速に開
放することができるのである。即ち、制御通路５
に設けるバイパス弁６には、不感帯がないので、
バイパス弁６の動作開始後、直ちに前記戻り流体
をバイパス路７からタンクに開放できるのであ
る。従つて、前記操作弁装置の制御通路の径の大
きさ如何にかかわらず、前記可変制御要素の中立
位置から最大傾斜角へのリターンが瞬時に行な
え、従つてポンプの最少流量から最大流量への復
帰応答性が良好となつて特に高応答性が要求され
る射出成形機に用いるポンプとして極めて有効で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す部分断面図、第
２図は別の実施例を示し要部をシンボルで表わし
た回路図である。 ２……可変制御要素、３……コントロールプラ
ンジヤ、３３……作用室、４……操作弁装置、５
……制御通路、６……バイパス弁、７……バイパ
ス路、８……戻り制御手段、８ａ……チエツク
弁、８ｂ……絞り機構。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 可変制御要素２と、該要素２の変位量を調整
   するコントロールプランジヤ３及び該プランジヤ
   ３を操作する操作弁装置４を備え、該操作弁装置
   ４の制御通路５を前記プランジヤ３の作用室３３
   に連通し、前記操作弁装置４の動作で前記可変制
   御要素２の変位量を調整するごとくした可変容量
   形液圧ポンプであつて、前記制御通路５に、該通
   路５に臨む作用面６１ａをもち、前記作用室３３
   からの戻り流体の作用で開動作するバイパス弁６
   を備え、該バイパス弁６の開動作でタンク７０に
   開放するバイパス路７を接続すると共に、前記制
   御通路５における前記バイパス路７よりも前記操
   作弁装置４側に前記作用室３３から前記操作弁装
   置４側への流体戻りを制御する戻り制御手段を設
   けたことを特徴とする可変容量形液圧ポンプ。 ２ 制御通路５に設ける戻り制御手段がチエツク
   弁８ａであることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の可変容量形液圧ポンプ。 ３ 制御通路５に設ける戻り制御手段が絞り機構
   ８ｂであることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の可変容量形液圧ポンプ。 ４ バイパス路７と並列位置にある制御通路が分
   岐されていて、第１制御通路５ａにチエツク弁８
   ａが、第２制御通路５ｂに絞り機構８ｂが設けら
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の可変容量形液圧ポンプ。